通信技术在工业自动化中的应用及发展浅析

唐超文+王雪飞

【摘 要】随着科技的进步与发展，工业自动化已经成为我国行业发展的主流趋势，作为工业运行中的重要一环，通信技术的应用是当前工业自動化发展的必要手段。本文在相关文献的查阅中以及个人经验的累积中对工业自动化中通信技术的应用进行了初步的解析与探讨，将当前工业发展环境下的通信技术在工业自动化控制中的应用进行了较为系统的分析，对于通信技术今后的发展目标和方向、以及具体应用进行初步的讨论。

【关键词】工业自动化；通信技术；应用浅析

得益于经济与科技的突破和发展，依据相关技术人员的不断努力，近年来，通讯技术已经得到了里程碑式的发展。作为最重要的辅助设备，通信技术的使用率以及覆盖范围非常广泛，在各个行业以及各个领域都能够看到它的身影，而其在工业自动化中也扮演了非常重要的角色。作为当前时代发展的大趋势，通信技术的推广应用已经成为了未来工业自动化的主要潮流。而通信技术作为其中的重要环节，对于其实施发展有着重要的现实意义，正是因为其地位的重要性和需求的广泛性，为了提高工业自动化的质量和效率，进行通信技术的应用是当前工业自动化的发展必然诉求。

一、通信技术在工业自动化中的应用

（一）无线短程网（Sensor Networks）

现场设备层无线通信迅速进入工控领域，其中一个突破口是现场总线和无线通信技术的结合[1]。无线短程网在工业自动化中的应用较为广泛，以Zigbee网络为例，其具有功耗低、传输稳定新高、传输容量大、兼容性强、安全性高，而且成本更低，在Zigbee的应用中，利用这种无线短程网技术能够将工业自动化的程度大大提升。

（二）无线局域网（Wireless LAN）

在工业自动化领域，有成千上万的感应器，检测器，计算机，PLC，读卡器等设备，需要互相连接形成一个控制网络，通常这些设备提供的通信接口是RS-232或RS-485[2]。而这一技术相比于传统的技术有着极大的优势，包括其较高的兼容性，对于RS-232的支持，让其数据处理能力大大提升。其次，从施工设备角度上，无线局域网省略了布线工作，不仅优化了工作环境也提高了通信运行效率。最后，WL具有较高的覆盖性，覆盖范围广。正是这些优势，让WL在工业自动化中起到了极大的推动作用。

（三）蓝牙技术（Bluetooth）

作为电子通信中的重要技术，蓝牙技术在工业自动化中的应用已经较为普遍，而且仍然具备较大的发展空间。它可以应用于无线设备（如PDA、手机）、图像处理设备（照相机、扫描仪）、安全产品（票据管理、身份识别）、消费娱乐、汽车产品（GPS、ABS、动力系统）、家用电器（电视机、电冰箱、电烤箱、微波炉、音响、录像机）、医疗健身、建筑、玩具等领域[3]。

二、通信技术在工业自动化中常见的干扰问题及解决措施

（一）配置干扰与控制策略

作为整个通信系统中，干扰最强烈，影响最大的干扰因素，配置干扰会对整个通信产生巨大的影响。通常，当出现通信故障时，若是在初步的排查中进行了硬件故障问题的排除，那么接下就必须要进行配置干扰的检查。此类状况一经出现，首先要对该故障区域的接入点进行检查，若是在初步的检查调试后问题没有得到解决，第二部需要检测该区域的信号强度，这一步骤可以直接经过设备中的相应检测程序进行。若检测结果显示该区域的信号强度差，而且在设备位置无移动的情况下，则需要进行频道的更换，将连接频道进行更换后在对该区域的通讯状况进行测试[4]。

（二）局域电子通信干扰与控制措施

在进行一些电子设备的应用时，会产生一些特别的点播，这些波段相互作用，会对电子通信的大环境产生影响，破坏电子通信的稳定性，对其产生干扰，例如全波段或者窄带干扰。全波段干扰是指应用频率能够被所有干扰要素覆盖，可以在任何状况下对运行做出干扰，要想清除全波段干扰，就要对发射频率做出调整，一般将其调至2.4GHz 至5GHz 范围内[4]。另一方面，也可以采取相应的扩频技术，这类技术也能够对此问题进行解决。窄带信号对整个电子通信产生影响主要是通过电子通信的转型模式漏洞来对其频谱频率进行干扰，最终造成该区域的电子通信的不稳定，造成相应的质量问题。出现这一状况，首先需要进行干扰源的清理，另外，还需要将该区域的信号重新处理，合理配置，以此来达到电子通信系统的正常运行。

三、通信技术在工业自动化中的发展方向

（一）通信技术的标准化

当前，由于没有一个统一的生产标准，让目前的通信技术设备有较大的差异，让其在工业应用中会产生较大的出入，兼容性和共享性差。因此，在今后的工业自动化发展中，需要制定较为统一的标准，让其进行标准化的生产，并且要将共存性考虑在内。这样能够让通信技术具有更高的兼容性，从而扩大使用范围，也有利于通信技术在工业中得到更加广泛的应用。

（二）通信系统的协调兼容

随着通信技术的不断进步和发展，在通信技术的应用发展中，必然会让其在现有技术的基础上更加高效、更加稳定、更加安全，更加兼容，并且其覆盖范围也要不断地扩展。与Wimax （微波存取全球互通Worldwide Interoperability for Microwave Access）融合，支持高速、移动接入。其次，现场总线的无线传输的可行性正在评估，无线通讯技术将会和现场总线技术更加紧密结合[5]，从而使通信系统的协调兼容变得更好。

（三）通信技术的应用范围扩张

随着工业自动化的进一步推进，通信技术的进一步发展，通信技术的应用范围将会更加广阔，其会在楼宇自动化、电气自动化、交通智能化以及设备监控等等领域进行应用，同时，在水电站、建筑工程、工业炉上也会得到大力的应用。并且随着时代的发展和科技的进步，通信技术的应用范围将不断扩张。

（四）通信技术中的无线技术和有线技术的有机结合

在未来的工业自动化领域，会让通信技术内部的有线和无线通信有机结合。目前通信技术中的无线通信和有线通信将会在不断地发展中相互融合，作为工业自动化中的重要技术而走向结合发展的道路。在未来的发展中，有线和无线通信的有机结合势必是一个需要不断发展的研究方向。

四、结语

进行通信技术的应用，对工业自动化进行革新和完善，对于完善自动化技术，刺激行业改革，提高行业发展效率都有着极大的现实意义。通信技术作为工业自动化中的重要一环，还有着许多的发展空间，虽然笔者在文中对通信技术的应用进行了初步说明，但是由于认知的局限性，一些观点和看法还比较浅显，希望能够引起一些专家学者的重视，能够让通信技术得到进一步的突破，让工业自动化得到更好的发展。

【参考文献】

[1]杜江淮. 通信技术在工业自动化中的应用及发展[J]. 湖南城市学院学报（自然科学版），2016，25（01）：107-108.

[2]焦多勤，张琳. 无线通讯技术在工业自动化领域中的应用及发展[J]. 工业技术，2006，（09）：53-55.

[3]王明生. 基于PROFIBUS-DP协议现场总线的自动分拣控制系统的研究[D].太原理工大学，2011.

[4]杨维娜. 论无线通信技术在变电站自动化中的应用[J]. 天津市电子工业协会.天津市电子工业协会2017年年会论文集[J].天津市电子工业协会：，2017：2.

[5]龚江涛，陈金鹰，方根平. Zigbee技术特点及其应用[J]. 四川省通信学会.四川省通信学会2005年学术年会论文集[J].四川省通信学会：，2005：4.endprint